ஓசோன்
ஓசோன் (Ozone) என்பது மூன்று ஆக்சிசன் அணுக்கள் சேர்ந்திருக்கும் ஒரு மூலக்கூறு (சேர்மம்). இது வளிம நிலையில் உள்ளது. ஆக்சிசனின் பிறிதொரு மாற்றுரு (allotrope). இது ஈரணு ஆக்சிசன் மூலக்கூறு போல் நிலைத்தன்மை இல்லாதது. எளிதில் சிதைந்து விடும். தரைக்கு அருகே காணப்படும் ஓசோன் சூழல் மாசுத்தன்மை ஊட்டுவதாகக் கருதப்படுகின்றது. ஏனெனில் மாந்தர்கள் உட்பட, விலங்குகள் பலவற்றின் மூச்சு இயக்கத்திற்கு கேடு விளைவிக்கின்றது. ஆனால் நில உலகின் காற்றுமண்டலத்தின் மேல் மட்டங்களில் உள்ள ஓசோன் வளி, உயிரினங்களுக்குத் தீங்கு விளைவிக்கும் புற ஊதாக் கதிர்களை தடுத்து, உலகில் பாயும் அளவைக் குறைக்கின்றது. தொழிலகங்களில் ஓசோன் வளி பலவகையான பயன்பாடுகள் கொண்டுள்ளன (தூய்மைப்படுத்துவது அவற்றுள் ஒன்று).
 | |||
| |||
| பெயர்கள் | |||
|---|---|---|---|
| ஐயூபிஏசி பெயர் மூன்றாக்சிசன், Trioxygen | |||
| இனங்காட்டிகள் | |||
| 10028-15-6 | |||
| பண்புகள் | |||
| O3 | |||
| வாய்ப்பாட்டு எடை | 47.998 g·mol−1 | ||
| தோற்றம் | நீல நிற வளிமம் | ||
| அடர்த்தி | 2.144 g·L−1 (0 °C), வளிமம் | ||
| உருகுநிலை | 80.7 K, −192.5 °C | ||
| கொதிநிலை | 161.3 K, −111.9 °C | ||
| 0.105 g·100mL−1 (0 °C) | |||
| வெப்பவேதியியல் | |||
| Std enthalpy of formation ΔfH | +142.3 kJ·mol−1 | ||
| நியம மோலார் எந்திரோப்பி S | 237.7 J·K−1.mol−1 | ||
| தீங்குகள் | |||
| ஈயூ வகைப்பாடு | Oxidant (O) | ||
மாறுதலாக ஏதும் சொல்லவில்லை என்றால் கொடுக்கப்பட்ட தரவுகள் யாவும் பொருள்கள் அவைகளின் இயல்பான வெப்ப அழுத்த நிலையில் (25°C, 100kPa) இருக்கும். | |||
| Infobox references | |||
1840 இல் கிறிசுட்டியன் பிரீடரிச் இழ்சோன்பைன் (Christian Friedrich Schönbein) என்பவர் ஓசோனைக் கண்டுபிடித்து, அது ஒருவகையான "நாற்றம்" (ஒரு வகையான மணம்) தருவது பற்றி கிரேக்க மொழியில் உள்ள ஓசைன் என்னும் வினைச்சொல்லில் இருந்து (ozein, ὄζειν, "to smell", "மணத்தல்") ஓசோன் என்று பெயர் சூட்டினார்[1][2]. ஆனால் மூன்று ஆக்சிசன் அணுக்கள் சேர்ந்த வேதிப்பொருள் ஓசோன் (O3) என்பது, இருபத்தைந்து ஆண்டுகள் கழித்து, 1865 இல் இழ்சாக் லூயி சோரெ (Jacques-Louis Soret) என்பார் செய்த ஆய்வுக்கு முன்னர் அறியப்படவில்லை[3], இது பின்னர் இழ்சோன்பைன் அவர்களால் 1867 இல் உறுதி செய்யப்பட்டது[1][4]. ஒரு வேதிப்பொருளின் மாற்றுருவாக (allotrope) அறியப்பட்டவற்றுள் ஓசோனே முதலாவதாகும்.
இயற்பியல் பண்புகள்
பெரும்பாலானவர்கள் காற்றில் ஒரு மில்லியனில் 0.01 பங்கு (0.01 ppm) இருந்தாலே உணரமுடியும். மில்லியனில் 0.1 முதல் 1 பங்கு அளவு முகர நேர்ந்தால் தலைவலியும், கண் எரிச்சலும், மூச்சுக்குழல் அரிப்புணர்வும் பெறுவர்[5]. வெப்பநிலை -112 °செ இல் இது கரிய நீல நீர்மமாக மாறுகின்றது. இன்னும் கீழான வெப்பநிலையில் -193 °செ இல் கருமை மிக்க கத்தரிப்பூ நிறத்தில் திண்மமாக மாறுகின்றது[6]. ஓசோன் மென்எதிர்வ காந்தத் தன்மை (diamagnetic) கொண்டது.
வினைகள்
ஓசோன் மிகவும் சக்திவாய்ந்த ஆக்சிசனேற்ற முகவராக அறியப்படுகிறது. ஆக்சிசனைக் காட்டிலும் மிகவும் வலுவானதாகவும் கருதப்படுகிறது. அதிகமான அடர்த்தி நிலைகளில் ஓசோன் நிலைப்புத்தன்மை அற்றதாகச் சிதைவடைந்து சாதாரணமான ஈரணு ஆக்சிசன் மூலக்கூறாக மாறிவிடுகிறது. வெப்பநிலை, ஈரப்பதம் மற்றும் காற்று இயக்கம் போன்ற வளிமண்டல சூழல்களுக்கு ஏற்ப ஓசோனின் அரை வாழ்வுக்காலம் மாறுபடுகிறது. வாயுவை நகர்த்தக் கூடிய வகையில் ஒரு மின்விசிறியுடன் கூடிய முத்திரையிடப்பட்ட அறையில் இருக்கும் ஓசோன் வாயுவின் அரை வாழ்வுக் காலம் அறை வெப்ப நிலையில் சுமார் ஒரு நாள் எனக் கூறப்படுகிறது[7]. வளிமண்டல சூழலில் ஓசோன் வாயுவின் அரை ஆயுட்காலம் அரைமணி நேரம் மட்டுமே என சில உறுதிப்படுத்தப்படாத தகவல்கள் தெரிவிக்கின்றன[8]
- 2 O
3 → 3 O
2
வெப்ப நிலை அதிகரிக்கும்போது இவ்வினையின் வேகமும் வேகமாக அதிகரிக்கின்றது. ஓசோனை எரிவிக்க ஒரு தீப்பொறியின் தூண்டல் கூட போதுமானதாகும். மோலார் அடர்த்தி 10% அல்லது அதற்கு மிகையான அடர்த்திகளில் இத்தீப்பற்றல் தோன்றுகிறது [9]. ஆக்சிசனிலிருந்து உருவாக்கப்படும் மின்வேதியியல் மின்கலன்களில் நேர்மின்வாயில் ஓசோன் மின்வேதியியல் முறையில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. ஆராய்ச்சி நோக்கில் சிறிய அளவில் தேவைப்படும் நிகழ்வுகளில் ஓசோன் இம்முறையில் தயாரித்துக் கொள்ளப்படுகிறது.O
3(g) + 2H+ + 2e− ←→ O
2(g) + H
2O E°= 2.075V [10]
ஆப்மான் வாயு உபகரணத்தில் தண்ணிரை நீராற்பகுக்கும் போது இவ்வினை ஒரு விரும்பத்தகாத வினையாகப் பார்க்கப்படுகிறது. மின் அளவு தேவக்கு அதிகமாக இங்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
உலோகங்களுடன் வினை
தங்கம், பிளாட்டினம், இரிடியம் உலோகங்கள் நீங்கலாக மற்ற உலோகங்கள் அனைத்தையும் ஓசோன் ஆக்சிசனேற்றம் அடையச் செய்கிறது. உலோகங்கள் அவற்றின் அதிகபட்ச ஆக்சிசனேற்ற நிலையில் உலோக ஆக்சைடுகளாக ஆக்சிசனேற்றம் அடைகின்றன. உதாரணமாக,
- Cu + O
3 → CuO + O
2
நைட்ரசன் மற்றும் கார்பன் சேர்மங்களுடன் வினை
நைட்ரிக் ஆக்சைடை நைட்ரசன் டை ஆக்சைடாக ஓசோன் ஆக்சிசனேற்றுகிறது:
- NO + O
3 → NO
2 + O
2
இவ்வினை வேதியியல்வொளிர்திறனுடன் நிகழ்கிறது. NO
2 மேலும் ஆக்சிசனேற்றமடைகிறது:
- NO
2 + O
3 → NO
3 + O
2
உருவாகும் NO
3 சேர்மம் NO
2 உடன் வினைபுரிந்து N
2O
5 உருவாகிறது.NO2, ClO2 மற்றும் O
3 வாயுக்களில் இருந்து திண்ம நைட்ரோனியம் பெர்குளோரேட்டு உருவாகிறது.
- NO
2 + ClO
2 + 2 O
3 → NO
2ClO
4 + 2 O
2
ஓசோன் அமோனிய உப்புகளுடன் வினைபுரிவதில்லை. ஆனால் இது அமோனியாவை அமோனியம் நைட்ரேட்டாக ஆக்சிசனேற்றம் அடையச் செய்கிறது.
- 2 NH
3 + 4 O
3 → NH
4NO
3 + 4 O
2 + H
2O
அறை வெப்ப நிலையிலும் கூட ஓசோன் கார்பனுடன் வினைபுரிந்து கார்பன் டை ஆக்சைடைக் கொடுக்கிறது.
- C + 2 O
3 → CO
2 + 2 O
2
கந்தகச் சேர்மங்களுடன்
சல்பைடுகளை ஓசோன் சல்பேட்டுகளாக ஆக்சிசனேற்றம் செய்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஈய(II) சல்பைடு ஓசோனால் ஈய(II) சல்பேட்டாக ஆக்சிசனேற்றம் செய்யப்படுகிறது
- PbS + 4 O3 → PbSO4 + 4 O2
ஓசோன், நீர், தனிம நிலை கந்தகம் அல்லது கந்தக டை ஆக்சைடு ஆகியனவற்றைப் பயன்படுத்தி கந்தக அமிலம் தயாரிக்க இயலும்:
- S + H2O + O3 → H2SO4
- 3 SO2 + 3 H2O + O3 → 3 H2SO4
நிலையில் ஓசோன் ஐதரசன் சல்பைடுடன் வினைபுரிந்து கந்தக டை ஆக்சைடாக உருவாகிறது.
- H2S + O3 →
SO2 + H2O
நீரிய நிலையில் இரண்டு அடுத்தடுத்த வினைகள் நிகழ்கின்றன. ஒரு வினையில் தனிம நிலை கந்தகமும், மற்றொரு வினையில் கந்தக அமிலமும் தோன்றுகின்றன.
- H2S + O3 → S + O2 + H2O
- 3 H2S + 4 O3 → 3 H2SO4